Зеленая дорога к нейлону. Ученые представили экологическую альтернативу производству материала
На фоне катастрофических изменений климата нейлон получил экологически-чистое переосмысление в ходе новаторского исследования.
Ученые из Лейпцигского университета в Германии провели исследование, целью которого было сделать процесс производства нейлона, широко используемого материала, более экологичным. Для достижения этой цели они применили инновационные методы, включая электрохимический процесс и особый вид бактерий, пишет New Atlas.
В Фокус.Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и увлекательные новости из мира науки!
Нейлон, распространенный пластиковый материал, используемый в различных сферах нашей жизни, существует с 1930-х годов. Однако процесс его производства оставляет значительный след в окружающей среде, который ученые надеются уменьшить.
Нейлон невероятно универсален — легкий, но прочный, он прекрасно подходит для самых разных целей, от деталей двигателя до одежды. Однако его производство начинается с не совсем безопасного для окружающей среды процесса с использованием отхода нефтеперерабатывающих заводов — фенола. Фенол нагревают и подают под давлением водородный газ для получения циклогексанола, а затем адипиновой кислоты — важной составляющей структуры нейлона. Этот процесс является энергоемким и выделяет около 10% мирового объема закиси азота — парникового газа, который значительно сильнее углекислого газа.
Так как автомобильная промышленность стимулирует мировое производство нейлона, в результате чего прогнозируется его рост на 6,4% в годовом исчислении, существует неотложная необходимость пересмотреть процесс производства материала. Поэтому исследователи искали способы сделать производство нейлона более экологичным.
В своем исследовании, команда начала с поиска альтернативного способа получения адипиновой кислоты из фенола. Вместо высокого давления и тепла они использовали электрический ток для превращения фенола в циклогексанол — процесс, известный как электрохимический синтез. Эта стратегия требует только давления и температуры окружающей среды и использует электрическую энергию вместо газообразного водорода.
Далее исследователи применили методику из предыдущего исследования. Для преобразования циклогексанола в адипиновую кислоту был введен вид бактерий Pseudomonas taiwanensis.
Следующим шагом стала попытка заменить фенол лигнином, побочным продуктом деревообрабатывающей промышленности, который был исследован для различных экологичных применений. Используя тот же электрохимический процесс, они успешно переработали лигнин до адипиновой кислоты. Однако текущий выход в объеме 57% за 22 часа потребует значительных улучшений, прежде чем он сможет заменить фенол.
Тем не менее, это исследование положило начало разработке благоприятной для окружающей среды альтернативы производству нейлона. Используя биологические отходы и электрохимический синтез, можно сделать его значительно более экологичным. Как сказал соавтор исследования Фальк Харниш, "наша цель – сделать абсолютно всю цепочку производства нейлона экологически чистой". Если их работа будет продолжена, то в скором времени мы сможем увидеть будущее, в котором наши нейлоновые ветровки и автомобильные ремни безопасности будут обходиться дешевле для окружающей среды и нашего будущего.
Ранее Фокус писал о создании пластика, изготовленного не из сырой нефти. Предполагается, что он сможет заменить материал, из которого производится большая часть одноразовой посуды и упаковок для еды на вынос.
Также Фокус писал о предложении переработки срезанных волос в солнцезащитный крем и перевязочные материалы. Огромное количество человеческих волос ежедневно срезаются и просто выбрасываются в салонах по всему миру.